1、国内外干热岩压裂技术现状及发展建议

作者：陈作，许国庆，蒋漫旗 

摘要：干热岩是一种储量大、分布广、清洁环保、可循环利用的特殊地热资源，美国、法国等国家已成功开发利用干热岩来发电、取暖，我国藏南、云南西部、东南沿海等地区均发育着可大规模利用的干热岩资源，但目前尚未有效开发利用。干热岩高效开发对于调整能源结构、强化雾霾治理、应对气候挑战具有重要意义，而压裂技术能在热储层中形成复杂微裂隙系统，从而大幅度增加换热体积，是将干热岩资源转变为能源的关键。在介绍国内内外干热岩压裂技术研究现状的基础上，剖析了国外干热岩主体压裂技术特点，指出了国内干热岩开发面临的形势及压裂技术难点，提出了国内干热岩压裂技术攻关方向，即开展高温干热岩岩石力学及地应力特征、热应力作用下裂缝破裂及延伸机制、耐超高温分段/分层压裂工具、高温硬地层体积压裂设计方法与软件开发、裂缝长期实时监测技术等，以尽快形成适合我国干热岩储层特点的配套压裂技术，推动干热岩资源的开发利用进程。

2、渗透率对干热岩开采过程储层变化规律的影响

作者：崔翰博，唐巨鹏，姜昕彤 

摘要：热储层由基质系统和裂隙系统共同构成，两者间热量传递的方式存在很大区别。仅考虑基质渗透率或裂隙渗透率，与实际采热过程并不相符。只有明确基质-裂隙双重渗透率下热储层的变化规律，才能更为合理、有效地开发地热资源。因此以青海共和盆地地热田GR1 井为研究对象，基于热流固耦合理论，运用COMSOL数值模拟软件，建立双重孔隙介质渗透率水流传热模型。通过考虑不同基质渗透率（0、1×10^-18 m²、1×10^-16 m²）、裂隙渗透率（5×10^-11m²、1×10^-10 m²、2×10^-10 m²），得到了储层温度场、应变场、应力场、位移场变化规律。研究发现：（1）仅考虑裂隙渗透率，会高估储层的开采寿命和产出温度；会低估采热过程中储层产生的压应变和沉降量，表明基质渗透率不能忽略。（2）最优裂隙渗透率为 1×10^-10 m²，此时最适宜进行热开采，裂隙渗透率为 2×10^-10 m²，储层寿命低于 50 a。（3）采热初期，相比裂隙渗透率 5×10^-11 m² 时的最大压应变，裂隙渗透率为2×10^-10 m²时最大压应变提高了2.74 倍；采热40 a，相比裂隙渗透率为5×10^-11 m²，裂隙渗透率为 2×10^-10 m² 时，储层沉降量增加 0.16405 m，沉降区域扩大 3 倍左右。所得结论对青海共和盆地干热岩开采过程中渗透率与储层变化规律的研究提供了一定参考。 

3、雄安新区现今地温场特征及成因机制

作者：王朱亭，张超，姜光政，胡杰，唐显春，胡圣标

摘要：雄安新区位于渤海湾盆地冀中坳陷内，区内主要包含有牛驼镇凸起、容城凸起、高阳低凸起等次级构造单元．通过分析该区最近实测的８口钻井测温曲线和１０８块岩石热导率实测数据并结合前人的研究成果，对雄安新区内部地温梯度、大地热流分布规律等进行了分析．结果表明雄安新区内部不同构造单元地层的地温梯度在垂向上可划分为两段：上部沉积盖层段，地温梯度值在２５．２～５８．９℃·ｋｍ^－１之间；下部白云岩段地温梯度较低，主要在５℃·ｋｍ^－１附近．同时地温梯度在平面上具有明显的区域性特征，牛驼镇凸起地温梯度值最高，范围为４６．５～５８．９℃·ｋｍ^－１；容城凸起区地温梯度次之，范围在３２．０～４０．９℃·ｋｍ^－１之间；凹陷及低凸起区地温梯度较低，唯一的实测值显示为２５．２℃·ｋｍ^－１．通过搜集的热流值绘制的热流图也显示出凸起区热流值高，凹陷区热流值相对较低的特点．雄安新区较高的现今地温场特征与其处于弧后拉张的构造背景相关．同时，基岩地层凹凸相间的格局、砂泥质盖层直接覆盖在碳酸盐地层之上的地层组合、热储层段内的地下水对流作用、断裂的发育等共同造成了雄安新区较高的现今地温场特征．

4、中国东部地热资源开发潜力与建议

作者：刁谦，牛树银，孙爱群，真允庆，张福祥，宋涛  等

摘要：经过多年地热资源勘查实践，初步认为控制地热的因素是：热源主要来自深部的地幔楔；中–新生代中酸性火山–岩浆活动是形成地热资源和区域高地热场的重要控制因素；喜山期形成地热的温度要高于燕山期形成地热的温度；地表浅部的温泉群是勘查深部地热的重要线索；区域构造背景（裂谷、碰撞及俯冲带）和局部深部构造（断裂、破碎带）是提供地热上升的通道；形成地热田不仅要具备良好的储层，还要蕴藏地热温度和一定厚度的盖层。可概括为(热)源–通(道)–储(层)–盖(层)4个字的规律。我国东部地区地热资源十分丰富，以地热资源分布的空间位置，分为五个方面来阐述：即花岗岩地热、火山(岩)地热、矿山地热、油气田地热和城市地热。其中矿山地热和火山（岩）会伴有“热害”。为了加速我国东部地热资源勘查和开发进程，提出关于对中、低温热水型地热发电、开发立法和优选地热靶区、化“害”为“利”的攻关科硏研、以“EGS”经济支撑和热水勘查钻孔长期保存的五点建议。

5、雄安新区地热水化学特征及其指示意义

作者：刘明亮，何曈，吴启帆，郭清海

摘要：地热流体水文地球化学研究是认识地热资源形成机制、赋存环境以及循环机理的有效手段。以我国华北平原典型的中低温地热系统——河北雄安新区为研究对象，基于不同热储层和浅层地下冷水的水化学及同位素特征，探讨地热流体中主要组分的地球化学起源，评估深部地热流体的热储温度，指示地热系统的深部热源及其成因机制。大气降水入渗、热储高温条件下的流体-岩石相互作用是雄安新区地热流体中主要组分的物质来源，其中深层雾迷山组地热水中部分组分可能源于古沉积水蒸发浓缩过程中形成的蒸发岩盐的溶滤。雾迷山组地热水适宜利用Ca-Mg 温标和石英温标计算其热储温度，温度范围为76.4 ~ 90.6℃，馆陶组地热水运用石英温标更为合理，热储温度为 66.2 ~ 71.3℃。雄安新区地热异常是深部放射性元素衰变热在特定的大地构造背景下聚集而形成。 

来源期刊：太原理工大学学报，2019年4期，核心期刊

超长重力热管实验系统实物图

摘要：The present paper deals with a comparative exergo-economic analysis among four different horizontal Direct-Expansion Geothermal Heat Pumps (DX-GHP) with Carbon Dioxide (CO2) refrigerant in transcritical cycle. The studied configurations include the cycle with (a) expansion valve (EVC), (b) with expander (EC), (c) with expansion valve and Internal Heat Exchanger (EVC+IHE), and (d) with expander and IHE (EC+IHE). The unit cost of heat ($/kWhex) for each configuration was determined under two scenarios of a) constant Space Heating (SH) and b) constant Domestic Hot Water (DHW) loads with the peak of 8 kW. The results showed that the lowest unit cost of heat (cq) and the highest total exergy efficiency (ηex) are associated with the (EVC+IHE) and (EC+IHE) configurations, respectively. Also, it was shown that for the SH (or DHW) load, 20% (or 14%) increase in the ηex results in 21.5% (or 20%) increase in the cq considering the electricity cost of 0.025 $/kWh. For the electricity cost of 0.25 $/kWh, however, 11% (or 20%) increase in ηex results in increasing the cq by about 7% (or 13%). It was also concluded that the configuration with the highest ηex is not that with the lowest cq.

来源期刊：Applied Thermal Engineering  163（2019） SCI

Schematics of different CO₂/DX-GHP configurations